120t顶底复吹转炉水模型优化研究

以某厂120 t顶底复吹转炉为原型,依据相似原理,在保证模型与原型几何相似以及动力学相似的条件下,通过水力学模型试验研究了顶吹气体流量、底吹气体流量及氧枪位置对熔池混匀时间和冲击深度的影响。结果表明:当顶吹流量为104. 4 Nm~3/h、底吹流量为1. 41 Nm~3/h、氧枪位置为177 mm时,熔池的混匀时间最短,冲击深度约为熔池深度的1/2,处于合理范围之内。基于水模型试验结果进行了工业试验,结果表明:工艺参数优化后顶底复吹转炉冶炼的技术指标明显改善,120 t转炉的吹炼时间从13. 72 min缩短至12. 86 min,终渣(T. Fe)质量分数从16. 33%降低至12. 16%。     

转炉熔渣中底吹气体搅拌行为研究

采用数值模拟方法,研究了转炉溅渣护炉前向熔渣底吹气体过程喷嘴个数、底吹流量以及底吹位置对熔池中流场的影响规律。结果表明,采用四喷嘴,控制底吹流量1.14 m·s~(-1),能获得混匀时间短、成分较均匀的良好流场。在熔池尺寸较大时,偏心底吹流场影响较小。     

液态钐铁合金中氮气泡的运动行为

对于钢包内底吹气体的精炼方法,通过物理实验和理论计算相结合的方法,研究了液态钐铁合金中底吹氮气泡的运动行为,重点讨论了氮气泡在液态钐铁合金中上浮时的形态。结果表明:液态钐铁合金中,底吹氮气泡生成时的最小压力与外界气压以及吹气管的半径有关;当外界压力一定时,吹气管的半径越小,生成气泡所需的最小压力越大;当吹气管的半径一定时,生成气泡所需的最小压力随外界压力的增大而增大。在常压条件下,底吹氮气泡半径随时间的的增大而增大,实验表明,2.5 s之前,氮气泡的长大速率比较缓慢。同一时刻,压力越大则氮气泡的半径越小,且不同压力下氮气泡的长大速率不同,压力越大,气泡的长大速率越小。     

50t顶底复吹转炉的水力学模型实验研究

通过50t顶底复吹转炉水力学模型实验,研究氧气顶底复吹转炉顶枪枪位、底吹气体流量对转炉熔炼过程中熔池搅拌和时间以及对冶炼过程的喷溅及熔池的冲击深度影响。结果表明,当模型枪位在120～210mm,实际枪位1．00～1．56m;模型底吹流量控制在0．38Nm^3／h,实际底吹流量控制在146～190Nm^3／h左右时,熔池混匀时间短,吹炼时喷溅量少。较浅的熔池冲击深度就可达到良好的搅拌效果,有利于避免冲击炉底。当冲击深度较大时,混匀时间反倒增加。     

转炉底吹喷嘴热喷补新技术

日本钢管公司为了提高复吹转炉中MHP 底吹喷嘴的工作寿命,在该公司福山厂与京浜厂进行了 MHP 底吹喷嘴热喷补试验,取得了良好的成绩。热喷补试验采用丙烷——氧气为载体,喷补材料为 MgO-CaO 质粉体,喷补装置工作量为80Nm~3/h。     

100t精炼钢包底吹氩工艺物理模拟研究

根据相似原理,对100 t精炼钢包建立了几何比例为1∶3.5的水力学模型。通过测试研究了不同底吹条件对钢包混匀时间的影响,确定了100 t钢包底部透气砖位置和底吹工艺。得出单喷吹时,0.6R位置为最佳吹气位置,吹气量应控制在(200~300)L/min,与目前工艺条件的混匀时间相差不大。双喷嘴最佳吹气方案为:喷嘴位于0.6R处,两喷嘴夹角为120°。同等吹气量下双喷嘴吹气时的混匀时间较之单喷嘴吹气时的混匀时间更长。     

高压底吹条件下气泡行为的研究

通过物理模拟对高压底吹条件下气泡行为进行研究,分析了压力、底吹流量对气泡的影响。研究表明,当压力由常压增加到1.5 MPa时,氮气泡直径由7.5 mm减小到2.0 mm,氮气泡数由35个增加到125个;当底吹流量由0.07m3/h增加到0.17 m3/h,常压下气泡的直径由7.1 mm增加到8.5 mm,高压下气泡的直径由2.5 mm增加4.2 mm。底吹流量有利于氮气泡的长大,由于流量过低,不如压力对气泡行为的影响效果显著。     

鱼雷罐倒T形喷吹脱硫水模试验研究

通过水力模型试验,分析了鱼雷罐倒T形喷吹脱硫过程中熔池内的流动状态,研究了工艺参数对鱼雷罐倒T形喷吹脱硫混匀时间的影响规律.结果表明,鱼雷罐倒T形喷吹脱硫过程中2支上升流股相互影响,会消耗部分能量,不利于搅拌动能的充分发挥;试验条件下,随着喷吹气体流量的增加,熔池内液体的混匀时间显著降低,当喷吹气体流量增加至3 m3/h后,混匀时间随喷吹气体流量略有增加;随着喷枪插入深度的增大,熔池内液体的混匀时间逐渐降低.     

底吹氩中间罐夹杂物运动行为的数模研究

采用欧拉一拉格朗日随机轨道模型及Monte-Carlo法,利用CFD软件,对中间罐内夹杂物颗粒运动轨迹及去除率进行了数值模拟研究.计算结果表明:中间罐底吹氩技术,可以有效促进夹杂物的去除,特别是50μm小颗粒夹杂物去除率显著增加;吹气量及吹气位置对底吹氩中间罐内夹杂物颗粒去除率有重要影响,当吹气量为0.90m3/h,吹气位置距离中间罐入口中心1600mm时,夹杂物总去除率最高.     

基于动态杂散电流和二氧化碳干扰的输气管道表面腐蚀速率研究

目的预测输气金属管道表面腐蚀速率。方法分析动态杂散电流和二氧化碳(CO_2)浓度对金属管道的表面腐蚀机理,给出金属管道表面腐蚀产生的化学反应方程式。根据一元回归线性方程式得出多元线性回归数学方程式,推导出动态杂散电流和CO_2腐蚀金属管道表面方程式,得出金属管道表面腐蚀预测的最终模型。结合具体实例,采用数学软件MATLAB对45号金属管道表面腐蚀速率预测的多元线性回归模型进行仿真,并且与实验测量的腐蚀速率进行比较和分析。结果金属管道表面的腐蚀速率随着动态杂散电流或者CO_2浓度的增大而逐渐增大。在100 h内,电流和CO_2浓度仿真的金属管道表面最大腐蚀速率分别为3.72×10~(–4) mm/h和4.80×10~(–4) mm/h,电流和CO_2浓度仿真的金属管道表面最小腐蚀速率分别为3.26×10~(–4)mm/h和4.24×10~(–4) mm/h,电流和CO_2浓度实验测量的金属管道表面最大腐蚀速率分别为3.76×10~(–4) mm/h和4.86×10~(–4) mm/h,电流和CO_2浓度实验测量的金属管道表面最小腐蚀速率分别为3.12×10~(–4) mm/h和4.08×10~(–4)mm/h。同时,金属管道表面腐蚀速率理论计算值与实验测量值的相对误差在5%以内。结论采用多元线性回归模型可以近似预测输气金属管道表面的腐蚀速率,为管道的使用寿命提供参考数据,避免输气金属管道发生重大安全事故。     

不同底吹气体流量对转炉炉渣气化脱磷的影响

以65t顶底复吹转炉为研究对象,经理论计算,在1750～2000K时,P的还原产物为P2,而进一步分解为单原子磷的可能性极少,因此在溅渣期间添加碳质还原剂时,反应以方程式P2O5（1）+5C（s）=P2（g）+5CO（g）为主。同时在转炉实际生产中实验了底吹气体流量为120、350、450和550m3/h时的气化脱磷率、碱度、碳质还原剂等指标,实验表明,底吹气体量为350m3/h时气化脱磷率达到最佳值37.9%。     

文摘

<正> 通过斜置喷嘴深吹强化熔池内的热-物质交换过程,碳的氧化速度增大0.10％C/h(16.1％),金属加热速度增加3.6℃/h(11.3％)。深吹时冶炼周期时间缩短0.48h(11.4％),标准燃料单位消耗降低3.8kg/t(3.6％),熔池耗氧量4.4m~3/t(20.2％),成品率提高1.06％,炉顶寿命延长10％。采用深吹,斜喷嘴的使用寿命与布置在渣-金     

宽厚板坯连铸结晶器内气液界面波动行为的实验研究

通过物理模拟研究了2200mm×280mm 宽厚板坯连铸结晶器吹氩时其内界面波动行为,考察了吹气量、拉速对结晶器内液面波动的影响。结果表明:结晶器吹氩后,各气量下液面平均波高均增加了1.2倍以上,且液面影响的区域集中在距水口2/3断面宽度范围内,弯月面附近的波动影响则较小。与常规板坯连铸结晶器内液面平均波高随吹气量、拉速的增加而增大的规律不同,本实验中随这两个工艺参数的增加液面平均波高均先增大后减小,并从实验条件下得出了控制液面波动的最佳气量。     

冶金级硅吹Ar-H2O混合气精炼除

通过吹高纯氩气和水蒸汽混合气体的方法除去冶金级硅中的杂质磷。采用自行设计的吹气精炼装置,研究喷嘴类型、精炼时间、精炼温度、精炼气温度、精炼气流速等因素对除磷效果的影响。研究表明：使用侧壁和底部多孔型喷嘴,精炼时间3 h,精炼温度1793 K,精炼气温度373 K,精炼气流速2 L/min作为最优吹气精炼条件时,冶金级硅熔体中的磷元素质量分数由94×10-6降低到11×10-6。表明吹气精炼是一种有效的去除冶金级硅中磷的方法。     

CO2硬化工艺对改性水玻璃砂性能的影响

采用改性树脂对水玻璃进行改性处理,并用改性后的水玻璃配制型砂.结果表明:在相同的粘结剂加入量和吹气工艺条件下,用#1改性树脂改性的水玻璃砂的综合性能较为理想.另外,测得CO2吹气工艺对型砂强度的影响如下:固定粘结剂的加入量为3.5%、吹气流量为2.5 m3/h,随着吹气时间的延长,型砂σ0不断上升,而σ24则逐步下降;固定粘结剂的加入量为3.5%、吹气时间为20 s,随着吹气流量增大,型砂σ0下降,而σ24上升.     

宽厚板坯结晶器内气液界面波动行为规律的实验研究

通过物理模拟研究了2200×280mm2宽厚板坯结晶器吹氩时其内界面波动行为,考察了吹气量、拉速对结晶器内液面波动的影响规律。结果表明：结晶器吹氩后,各气量下液面平均波高均增加了1.2倍以上,且液面影响的区域集中在距水口2/3断面宽度范围内,弯月面附近的波动影响则较小。与常规板坯结晶器内液面平均波高随吹气量、拉速的增加而增大的规律不同,本实验中随这两个工艺参数的增加液面平均波高均先增大后减小。本文从实验条件下得出了控制液面波动的最佳气量。     

插入浸渍圆筒钢包底吹气体优化研究

以150 t钢包为原型,采用水模型实验的方法研究插入浸渍圆筒底吹钢包内钢液的卷渣现象,研究了底吹气量、浸渍圆筒直径及插入深度对钢液卷渣及均混时间的影响。同时建立钢包底吹气体钢液流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算,分析不同底吹气量下插入浸渍圆筒钢液的流动状态和钢液表面的卷渣。通过水模拟和数值模拟比较,结果表明:插入浸渍圆筒后,增大了临界卷渣吹气量,加强了熔池搅拌,更有效地缩短了混匀时间。     

基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象，通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数，优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计，获得了对流场速度具有显著影响的因素，并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m3/h，此时模型预测流场速度值为0.536 m/s；插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。     

气流辅助增强匙孔激光焊熔深增加机理

采用直径为0.8 mm的气流喷嘴直吹匙孔,开展了不同吹气方向、气流入射点位置及流量下的激光焊试验,为获得增强的匙孔效应和增加的熔深.通过等值线图分析获得了优化的气流参数,最大熔深较传统激光焊增加了约38%.合适入射点位置和流量的增强匙孔气流,不仅压制了等离子体,还将匙孔口部的液态金属向下压,使得匙孔口部明显扩大、熔深增加、焊缝成形良好,匙孔内等离子体的流向发生了改变,因而熔池内液态金属的流向也发生了变化;入射点位置偏后时,其作用区域为匙孔后方熔池,将液态金属向熔池后方推,会导致驼峰焊道的产生.     

转炉预直炼法脱磷期亚音速顶吹的物理模拟

在1∶6物理模型上，通过水模型实验，对梅钢复吹转炉亚音速喷吹条件下的熔池搅拌情况进行了研究。结果表明，亚音速喷吹条件下的熔池均混时间明显长于超音速的。在亚音速喷吹条件下降低枪位、增加顶底吹气体流量可降低均混时间；A2底吹为本实验最佳布置方式，A6为适合预直炼的布置方式。